本發(fā)明涉及動(dòng)力機(jī)械或者轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放的污染物控制也更加重視?？茖W(xué)分析表明，車(chē)用往復(fù)式柴油機(jī)尾氣中含有上百種不同的化合物，其中主要的污染物有一氧化碳(co)、碳?xì)浠衔?hc)、氮氧化合物(nox)、二氧化硫、煙塵微粒pm(某些重金屬化合物、鉛化合物、黑煙及油霧)、臭氣(甲醛等)。因?yàn)槲矚庵衞2含量較高，故hc和co排放量較少，一般只有汽油機(jī)的1/10：nox排放量與汽油機(jī)大致處于同一數(shù)量級(jí)；而pm的排放量約為汽油機(jī)的幾十倍。因此，降低nox和pm排放是柴油機(jī)車(chē)尾氣催化凈化的主要課題。

這一問(wèn)題在柴油轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)中更為明顯。由于轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)特殊的結(jié)構(gòu)，使得它不具有往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓縮比，使得燃燒不能夠很充分，此外，轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室較為狹長(zhǎng)，使得火焰在傳播過(guò)程中容易出現(xiàn)淬熄現(xiàn)象。高速單向流使得火焰向前傳播，從而導(dǎo)致燃燒室后部大量未燃烴的產(chǎn)生，由此導(dǎo)致了燃燒效率低以及污染嚴(yán)重等問(wèn)題。由此可見(jiàn)，降低柴油轉(zhuǎn)子機(jī)的nox、pm排放以及提高其燃燒效率，減少燃料浪費(fèi)具有重大意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在不足，本發(fā)明提供了一種轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，可以將廢氣再循環(huán)技術(shù)與轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行結(jié)合，讓部分廢氣再次參與工作循環(huán)。在燃燒過(guò)程中，比大氣更低的含氧量在燃燒時(shí)最高溫度會(huì)降低，會(huì)抑制氮氧化物的產(chǎn)生，從而降低排放。燃燒溫度降低時(shí)，燃燒室壁面、活塞表面的熱能發(fā)散會(huì)降低，另外因熱解離造成的損失也會(huì)有所降低。同時(shí)部分未燃燒的燃料重新進(jìn)入燃燒室進(jìn)行燃燒，起到了節(jié)能的效果。并且本專(zhuān)利采用尿素催化轉(zhuǎn)換裝置和微粒捕集器對(duì)尾氣進(jìn)行了處理，更進(jìn)一步降低了污染物，特別是nox和pm的量。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的的。

一種轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)、催化轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和電子控制單元ecu；所述轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的殼體上設(shè)有排氣管和進(jìn)氣管，所述排氣管和進(jìn)氣管之間通過(guò)支管連接，所述支管上根據(jù)距進(jìn)氣管的遠(yuǎn)近依次設(shè)有廢氣再循環(huán)控制閥門(mén)和中冷器；所述排氣管的末端安裝有催化轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，用于減少排放氣體中的氮氧化物nox和顆粒物pm；所述排氣管的末端設(shè)有nox濃度傳感器，位于催化轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的輸出端；所述轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸上安裝轉(zhuǎn)速傳感器，用于測(cè)量轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；所述電子控制單元ecu與催化轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、廢氣再循環(huán)控制閥門(mén)、nox濃度傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器連接。

進(jìn)一步，所述催化轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括定量泵、尿素箱、噴霧器、催化反應(yīng)器和微粒捕集器；所述排氣管的末端依次安裝噴霧器、催化反應(yīng)器和微粒捕集器；所述尿素箱通過(guò)管道依次與定量泵和噴霧器進(jìn)口連接，所述噴霧器出口插入排氣管內(nèi)；所述催化反應(yīng)器內(nèi)按比例含有催化劑活性組分、載體和催化劑，用于還原氮氧化物nox；所述定量泵與電子控制單元ecu連接。

進(jìn)一步，所述催化劑活性組分為v2o5；所述載體為銳鈦礦型的tio2；所述催化劑為wo3或moo3。

進(jìn)一步，還包括進(jìn)氣口流量計(jì)和廢氣流量計(jì)；所述進(jìn)氣口流量計(jì)安裝在進(jìn)氣管與支管連接處的進(jìn)氣管前端，用于檢測(cè)進(jìn)氣管的氣體流量；所述廢氣流量計(jì)安裝在支管上、且位于廢氣再循環(huán)控制閥門(mén)和中冷器之間，用于檢測(cè)支管中廢氣的流量；所述進(jìn)氣口流量計(jì)和廢氣流量計(jì)分別與電子控制單元ecu連接。

進(jìn)一步，所述電子控制單元ecu通過(guò)廢氣再循環(huán)率的大小，控制廢氣再循環(huán)控制閥門(mén)的開(kāi)口大小，所述廢氣再循環(huán)率公式為η＝q2/(q1+q2)，其中：q1為進(jìn)氣口流量，通過(guò)所述進(jìn)氣口流量計(jì)得出；q2為為支管中廢氣的流量，通過(guò)廢氣流量計(jì)得出。

進(jìn)一步，所述廢氣再循環(huán)率為η≤25％。

進(jìn)一步，所述排氣管上還設(shè)有溫度傳感器、且溫度傳感器位于的nox濃度傳感器側(cè)邊，所述溫度傳感器與電子控制單元ecu連接，用于檢測(cè)nox濃度傳感器的工作溫度。

進(jìn)一步，所述nox濃度傳感器安裝的排氣管上安裝隔熱罩或者隔熱棉。

本發(fā)明的有益效果在于：

1.本發(fā)明所述的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，通過(guò)安裝有催化轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，降低了發(fā)動(dòng)機(jī)排放的nox和pm的量，起到了保護(hù)環(huán)境的作用。

2.本發(fā)明所述的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，通過(guò)支管路上安裝中冷器，可以使冷卻后的廢氣有效降低了燃燒溫度，使得燃燒過(guò)程中的熱損失降低。

3.本發(fā)明所述的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，通過(guò)用支管將進(jìn)氣口和排氣口連接，高溫廢氣的參與加快了所在區(qū)域空氣的流動(dòng)，使得燃燒不充分區(qū)域的燃燒情況有了明顯改善。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)示意圖。

圖2為本發(fā)明所述的催化轉(zhuǎn)換系統(tǒng)示意圖。

圖中：

1-轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)；2-三角轉(zhuǎn)子；3-催化反應(yīng)器；4-微粒捕集器；5-轉(zhuǎn)速傳感器；6-排氣管；7-進(jìn)氣管；8-廢氣再循環(huán)控制閥門(mén)；9-進(jìn)氣口流量計(jì)；10-廢氣流量計(jì)；11-中冷器；12-催化轉(zhuǎn)換系統(tǒng)；13-溫度傳感器；14-nox濃度傳感器；15-電子控制單元ecu；16-定量泵；17-尿素箱；18-噴霧器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。

如圖1所示，一種轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，包括轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)1、催化轉(zhuǎn)換系統(tǒng)12和電子控制單元ecu15；所述轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)1的殼體上設(shè)有排氣管6和進(jìn)氣管7，所述排氣管6和進(jìn)氣管7之間通過(guò)支管連接，所述支管上根據(jù)距進(jìn)氣管7的遠(yuǎn)近依次設(shè)有廢氣再循環(huán)控制閥門(mén)8和中冷器11；所述排氣管6的末端安裝有催化轉(zhuǎn)換系統(tǒng)12，用于減少排放氣體中的氮氧化物nox和顆粒物pm；所述排氣管6的末端設(shè)有nox濃度傳感器14，位于催化轉(zhuǎn)換系統(tǒng)12的輸出端；所述轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)1的轉(zhuǎn)軸上安裝轉(zhuǎn)速傳感器5，用于測(cè)量轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；所述電子控制單元ecu15與催化轉(zhuǎn)換系統(tǒng)12、廢氣再循環(huán)控制閥門(mén)8、nox濃度傳感器14和轉(zhuǎn)速傳感器5連接。

如圖2所示，所述催化轉(zhuǎn)換系統(tǒng)12包括定量泵16、尿素箱17、噴霧器18、催化反應(yīng)器3和微粒捕集器4；所述排氣管6的末端依次安裝噴霧器18、催化反應(yīng)器3和微粒捕集器4；所述尿素箱17通過(guò)管道依次與定量泵16和噴霧器18進(jìn)口連接，所述噴霧器18出口插入排氣管6內(nèi)；所述催化反應(yīng)器3內(nèi)按比例含有催化劑活性組分、載體和催化劑，用于還原氮氧化物nox；所述定量泵16與電子控制單元ecu15連接。所述催化劑活性組分為v2o5；所述載體為銳鈦礦型的tio2；所述催化劑為wo3或moo3。催化轉(zhuǎn)換系統(tǒng)12工作原理為：所述電子控制單元ecu15通過(guò)分析轉(zhuǎn)速傳感器5和nox濃度傳感器14的數(shù)據(jù)，計(jì)算出定量泵16的排出量，尿素通過(guò)噴霧器18進(jìn)入排氣管6內(nèi)，尿素在高溫下發(fā)生水解和熱解反應(yīng)后生成nh3，在催化轉(zhuǎn)換器中利用nh3還原nox，排出n2，多余的nh3也被還原為n2。微粒捕集器用來(lái)收集尾氣中的pm。

工作過(guò)程：在發(fā)動(dòng)機(jī)部分，三角形轉(zhuǎn)子2在轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)1殼體內(nèi)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的動(dòng)力由曲軸傳遞?；鸹ㄈ?fù)責(zé)點(diǎn)火，兩個(gè)火花塞關(guān)于中心線(xiàn)對(duì)稱(chēng)分布，雙火花塞的設(shè)計(jì)使得燃燒更為充分。電子控制單元ecu15通過(guò)分析轉(zhuǎn)速傳感器5和nox濃度傳感器14的數(shù)據(jù)，控制廢氣再循環(huán)控制閥門(mén)8的開(kāi)閉。當(dāng)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)1在怠速、轉(zhuǎn)速小于3000r/min的低速、小負(fù)荷及冷機(jī)時(shí)，電子控制單元ecu15控制廢氣再循環(huán)控制閥門(mén)8關(guān)閉，即廢氣不參與再循環(huán)，避免發(fā)動(dòng)機(jī)性能受到影響；當(dāng)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)1的轉(zhuǎn)速為3000-6000r/min，或者超過(guò)6000r/min時(shí)，電子控制單元ecu15控制廢氣再循環(huán)控制閥門(mén)8打開(kāi)，部分廢氣經(jīng)過(guò)支管進(jìn)入進(jìn)氣管道，中冷器可以將高溫廢氣稍作冷卻，在進(jìn)氣口處空氣、燃料以及廢氣進(jìn)行混合，從而廢氣中的未燃物質(zhì)可以得到二次利用?？傊?，電子控制單元ecu15控制少部分廢氣參與再循環(huán)，而且，參與再循環(huán)的廢氣量根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、溫度及廢氣溫度的不同而不同，配合催化轉(zhuǎn)換系統(tǒng)12對(duì)于尾氣的處理，以達(dá)到廢氣中的nox和pm含量最低。

還包括進(jìn)氣口流量計(jì)9和廢氣流量計(jì)10；所述進(jìn)氣口流量計(jì)9安裝在進(jìn)氣管7與支管連接處的進(jìn)氣管7前端，用于檢測(cè)進(jìn)氣管的氣體流量；所述廢氣流量計(jì)10安裝在支管上、且位于廢氣再循環(huán)控制閥門(mén)8和中冷器11之間，用于檢測(cè)支管中廢氣的流量；所述進(jìn)氣口流量計(jì)9和廢氣流量計(jì)10分別與電子控制單元ecu15連接。所述電子控制單元ecu15通過(guò)廢氣再循環(huán)率的大小，控制廢氣再循環(huán)控制閥門(mén)8的開(kāi)口大小，所述廢氣再循環(huán)率公式為η＝q2/(q1+q2)，其中：q1為進(jìn)氣口流量，通過(guò)所述進(jìn)氣口流量計(jì)9得出；q2為支管的流量，通過(guò)廢氣流量計(jì)10得出。所述廢氣再循環(huán)率η≤25％。

所述排氣管6上還設(shè)有溫度傳感器13、且溫度傳感器13位于的nox濃度傳感器14側(cè)邊，所述溫度傳感器13與電子控制單元ecu15連接，用于檢測(cè)nox濃度傳感器14的工作溫度。所述nox濃度傳感器14安裝的排氣管6上安裝隔熱罩或者隔熱棉。

所述實(shí)施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見(jiàn)的改進(jìn)、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。